Запуск Большого адронного коллайдера

Европейская организация ядерных исследований (CERN) 10 сентября 2008г. начала первый эксперимент на крупнейшем в мире ускорителе элементарных частиц - Большом адронном коллайдере (Large Hadron Collider, LHC), расположенном на границе Швейцарии и Франции на 100-метровой глубине. Около 11:30 по московскому времени ученые запустили первый пробный пучок протонов по туннелю ускорителя коллайдера. Запущенные пучки протонов успешно прошли весь периметр коллайдера по и против часовой стрелки.
Благодаря большей энергии по сравнению с предшествовавшими коллайдерами, БАК позволил «заглянуть» в недоступную ранее область энергий и получить научные результаты, накладывающие ограничения на ряд теоретических моделей.

Краткий перечень научных результатов, полученных на коллайдере:

• при трёх различных энергиях (0,9, 2,36 и 7 ТэВ) изучены основные статистические характеристики протонных столкновений — количество рождённых адронов, их распределение по быстроте, бозе-эйнштейновские корреляции мезонов, дальние угловые корреляции, вероятность остановки протона;
• показано отсутствие асимметрии протонов и антипротонов;
• обнаружены необычные корреляции протонов, вылетающих в существенно разных направлениях;
• получены ограничения на возможные контактные взаимодействия кварков;
• получены более веские, по сравнению с предыдущими экспериментами, признаки возникновения кварк-глюонной плазмы в ядерных столкновениях;
• исследованы события рождения адронных струй;
• подтверждено существование топ-кварка, ранее наблюдавшегося только на Тэватроне;
• обнаружено два новых канала распада B_s-мезонов;
• открыта новая, теоретически предсказанная частица χ_b(3P).

Также были предприняты попытки обнаружить следующие гипотетические объекты:

• лёгкие чёрные дыры;
• возбуждённые кварки;
• суперсимметричные частицы;
• лептокварки;
• неизвестные ранее взаимодействия и их частицы-переносчики (например, W'- и Z'-бозоны).

Несмотря на безуспешный итог поиска указанных объектов, были получены более строгие ограничения на минимально возможную массу каждого из них. По мере накопления статистики, ограничения на минимальную массу перечисленных объектов становятся жестче.

Прочие результаты

• Результаты работы эксперимента LHCf, работавшего в первые недели после запуска БАК, показали, что энергетическое распределение фотонов в области от нуля до 3,5 ТэВ плохо описывается программами, моделирующими данный процесс, приводя к расхождениям между реальными и модельными данными в 2-3 раза (для самой высокой энергии фотонов, от 3 до 3,5 ТэВ, все модели дают предсказания, почти на порядок превышающие реальные данные).
• БАК заметно улучшил результаты Теватрона по поиску бозона Хиггса. Бозон ещё не обнаружен, но показана невозможность его существования в относительно широком диапазоне энергий, также есть веские «намёки» на существование неизвестной ранее частицы массой около 125 ГэВ. На доказательство того, что эта частица действительно существует и на самом деле соответствует бозону Хиггса, уйдёт ещё достаточно длительное время.

На сооружение коллайдера ушло почти 20 лет и 10 миллиардов долларов. Адронный коллайдер является самым большим (длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м) из существующих сегодня в мире ускорителей элементарных частиц. LHC — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.

по материалам:

wikipedia.org

science.compulenta.ru